发电厂及变电站电气二次设备

第9 章二次设备的选择及二次回路设计基础第一节二次设备的选择一、控制和信号回路的设备选择1．控制开关的选择控制开关应根据以下三个条件选择：（1）回路接线需要的触点数量及触点闭合图表。

（2）操作的频繁程度。

（3）回路的额定电压、额定电流和分断电流。

2．跳、合闸回路中的中间继电器的选择（1）跳、合闸位置继电器的选择。

音响或灯光监视的控制回路，跳、合闸回路中选择位置继电器的要求为：1）在正常情况下，通过跳、合闸回路的电流应小于其最小动作电流及长期热稳定电流。

2）当直流母线电压为85％额定电压时，加于继电器的电压不小于其额定电压的70％。

（2）跳、合闸继电器的选择。

跳闸或合闸继电器电流自保持线圈的额定电流，除因配电磁操作机构的断路器由于合闸电流大，合闸回路设有直流接触器，合闸继电器需按合闸接触器的额定电流选择外，其他跳、合闸继电器均按断路器的合闸或跳闸线圈的额定电流来选择，并保证动作的灵敏系数不小于 1. 5。

（3）自动重合闸继电器及其出口信号继电器的选择。

自动重合闸继电器及其出口信号继电器额定电流的选择应与其起动元件动作电流相配合，保证动作的灵敏度不小于 1. 5。

自动重合闸出口继电器及信号继电器，当其出口直接接至合闸线圈回路时，继电器的额定电流应按合闸接触器或断路器合闸线圈的额定电流来选择。

3．防跳继电器的选择（1）防跳继电器的选型。

电流起动电压自保持的防跳继电器，其动作时间应不大于断路器的固有跳闸时间。

DZK 系列快速中间继电器的动作时间不大于15ms。

（2）防跳继电器的选择。

1）电流起动电压自保持的防跳继电器，其电流线圈的额定电流的选择应与断路器跳闸线圈的额定电流相配合，并保证动作的灵敏度不小于 1. 5。

自保持电压线圈按直流电源的额定电压选择。

2）电流起动线圈动作电流的整定可以根据1）所选用继电器线圈额定电流的80％整定。

这样整定能保证当直流母线电压降低到85％时继电器仍能可靠动作。

3）电压自保持线圈按80％额定电压整定为宜。

在接线中应注意防跳继电器线圈的极性。

4．信号继电器和附加电阻的选择（1）信号继电器和附加电阻选择的原则：l）在额定直流电压下，信号继电器动作灵敏度一般不小于 1. 4。

2）在0. 8 倍额定直流电压下，由于信号继电器的串接而引起回路的压降应不大于额定电压的10％。

3）应满足信号继电器的热稳定要求。

有可能发生几个信号继电器同时动作的情况时，如果选用的串联信号继电器不能同时满足上述两项要求，应选择适当的附加电阻并联在中间继电器上。

电流型信号继电器允许长期通过的电流一般不大于3 倍额定电流。

4）选择中间继电器的并联电阻时，应使起动中间继电器回路的保护继电器触点断开容量不大于其允许值。

（2）重瓦斯保护回路并联信号继电器或附加电阻的选择：1）并联信号继电器应根据直流额定电压来选择。

2）当用附加电阻代替并联信号继电器时，附加电阻的选择应满足上述的原则要求。

5．常用信号灯及附加电阻的选择在灯光监视的断路器控制回路中，信号灯及附加电阻的选择按以下两个条件进行。

（1）当灯头短路时，通过合闸回路的电流应小于其最小动作电流及长期热稳定电流。

一般按不大于跳合闸线圈额定电流的10％考虑，以防误跳闸、误合闸。

（2）当直流母线电压为95％的额定电压时，加在灯泡上的电压应为其额定电压的60 70％，以保证信号灯必要的亮度。

实际上厂家生产带附加电阻的信号灯，只需按信号灯的额定电压来选择即可。

二、二次回路的保护设备（1）二次回路的保护设备用于切除二次回路的故障，保护设备一般用熔断器，也可以用自动开关。

可作为试验和检验时断开电源用。

（2）控制回路的熔断器配置原则如下：1）当一个安装单位内只有一台断路器时，一般要共用一组熔断器。

2）当一个安装单位有几台断路器时，应分别装设熔断器。

3）同一个安装单位的控制、保护和自动装置共用一组熔断器。

4）熔断器状态需加以监视，断路器控制回路装有音响或灯光监视信号，其它回路一般要装电源监视继电器。

（3）信号回路的熔断器配置原则如下：1）每一个安装单位的信号回路，一般要用一组熔断器。

2）公用的信号回路（如中央信号），应装设单独的熔断器。

3）电压互感器二次侧熔断器配置原则：熔断器必须保证在电压互感器二次侧发生短路时，熔件的熔断时间应不小于保护动作时间，而在最大负荷时不熔断。

自动调节励磁装置及强行励磁用的电压互感器二次回路不应装设熔断器。

（5）熔断器电流的选择1）控制回路熔断器熔件的额定电流，只按回路最大长期负荷电流来考虑。

2）合闸回路的熔断器熔件额定电流应与合闸线圈热稳定电流相配合，一般为合闸冲击电流的1/3～1/4 倍。

三、小母线的布置1．直流电源小母线直流电源小母线均由直流电源盘的主母线经闸刀开关、熔断器等供电。

由于连接在各直流电源小母线上的受电器具数量很多，在大型发电厂及变电站中，通常接用途不同分为控制电源小母线和信号电源小母线。

它们自成独立的供电网络，以保证供电的可靠性。

（1）控制电源小母线，一般布置在控制室内控制屏的顶部，由直流屏以双回路供电，各安装单位的断路器控制与继电保护等回路均由控制电源小母线供电。

（2）信号电源小母线，通常布置在控制屏和信号屏上，由直流屏以双回路供电，各安装单位的信号回路分别经小刀闸或熔断器接至此小母线。

控制与信号电源小母线，一般采用单母线方案。

当装设有两组蓄电池时，可考虑采用双母线方案，2．交流电压小母线母线电压互感器的二次电压小母线，当采用重动继电器切换时，一般布置在控制室内的控制屏、信号返回屏或继电器屏上；当采用隔离开车辅助触点切换时一般布置在相应的配电装置内。

通常这些小母线的形式为：（l）110kV 及以上电压级母线电压互感器二次电压小母线，一般布置在控制屏顶部。

该电压级各安装单位的交流电压回路，经重动继电器触点与小母线连接。

（2）35kV 电压级采用屋外配电装置时，电压小母线布置在控制屏上。

经重动继电器切换至各安装单位。

当采用屋内配电装置时，电压小母线布置在配电装置内，经隔离开关辅助触点切换至各安装单位（3）6～10kV 电压级采用屋内配电装置时，电压小母线布置在配电装置内，经隔离开关辅助触点切换至各安装单位。

（4）当电压为10kV 及以下且主母线采用双母线或单母线分段时，两母线的电压互感器应互为备用，以保证不间断供电。

3．辅助小母线在发电厂及变电站中，根据控制、信号、继电保护、自动装置等的需要，可设置辅助小母线，如合闸脉冲小母线、闪光小母线、熔断器报警小母线、事故跳闸音响信号小母线、同期电压小母线等。

这些小母线分别布置在控制室的屏上和配电装置内。

布置在控制室内的小母线，安装在屏的顶部，使用直径为6～8mm 的铜棒或铜管。

小母线的数量多时，可以双层排列，但总数一般不超过28 根。

控制室内的小母线。

按屏组分段，段间以电缆经小刀闸连接。

第二节二次回路编号二次接线图设计完成后，要进行回路编号，以便于安装图的设计和满足安装、检修等工作的要求。

二次回路编号采用数字和文字结合的方式，按照“等电位原则”进行编号。

所谓等电位原则，就是在电气回路中，连接于一个点上的所有连线均给以相同的回路编号。

二次回路的编号主要包括直流回路编号、交流回路编号和小母线编号三种型式。

一、直流回路编号直流回路编号是按安装单位进行的。

一个安装单位给定的编号范围，如附表所示。

（1）一个安装单位分配约1000 个号；正电源侧编单号、负电源侧编双号。

（2）每一台断路器的控制回路分配99 个号。

当一个安装单位有4台断路器时。

它们的回路编号范围分别为l0l～199、201～299、301～399、401～499。

对于某些重要回路还规定了专用回路编号。

比如，对断路器1QF 而言，正电源回路用101；负电源回路用102；合闸回路用103；合闸监视回路用105；跳闸回路用133；跳闸监视回路用135 等。

（3）继电保护回路分配99 个号，为了和控制回路区分开，用01～099范围编号。

（4）发电机励磁回路、信号回路、隔离开关操作闭锁回路等的编号范围，如附表所示。

需要注意，附表列出的是一个安装单位给定的回路编号，换一个安装单位可重复使用这些编号，但在同一个安装单位内不允许重复使用。

（5）直流回路编号举例。

断路器控制回路的编号，以图9－8 为例说明。

二、交流回路编号电流互感器与电压互感器二次回路的编号，由数字和表示相别的字母组成，如附表所示。

使用时，按规定的编号范围依次编写即可，不分单双号。

（一）电流互感器二次回路编号（1）每组电流互感器分配10 个号，分配方法是：电流互感器1TA 用U411～U419 、V411～V419、W411～W419、N411～N419、L411～L419；6TA 用U461 ～U469、V461 ～V469 ⋯⋯。

（2）母线差动保护公用电流回路的编号有专门规定，如附表所示。

（3）电流互感器二次回路编号举例。

测量用电流互感器二次回路编号，以图9－9 为例说明。

（二）电压互感器二次回路编号（1）每组电压互感器分配10个号，具体分配方法是：电压互感器1TV 用U611～U619、V611～V619、W611～W619、N611～N619、L611～L619；对3TV 用U631 ～U639 、V631 ～V639 ⋯⋯。

（2）经隔离开关辅助触点或重动继电器切换后的电压回路，以及绝缘监察电压表的公共回路编号有专门规定，如附表所示。

（3）电压互感器二次回路编号举例。

35kV 母线电压互感器二次回路编号，以图2－12 为例说明。

三、小母线编号二次回路的小母线除了有文字标号外，还规定了专用的数字编号，详见附表。

第四节控制与继电器屏的屏面布置图设计一、控制屏的屏面布置控制屏的屏面布置应满足下列原则：（1）要考虑运行人员监视、操作和调节的方便；（2）屏面设备的布置要清晰、紧凑；（3）相同的安装单位布置形式要统一；（4）要尽量使模拟母线连贯并与主接线一致。

对控制屏屏面布置的具体要求是：l）测量仪表的布置应尽量与模拟母线相对应，相序一般按纵向排列。

2）当指示仪表集中布置在模拟母线的上方时，其中心线对地面距离一般不小于1500mm。

3）当采用槽型仪表时，可布置在模拟接线上。

4）屏面上的模拟母线要与主接线、一致，并与一次设备的实际安装位置对应。

同一电压级的模拟母线应布罗在同一高度上。

5）控制室内各控制屏上光字牌的安装高度应一致，一般要求下面取齐。

光字牌的布置要尽量考虑瞬时、延时信号的分类以及与模拟母线的对应性。

6）操作设备要与模拟母线相对应。

各安装单位相同用途的操作设备应布置在相对应的位置，其操作方向全厂（站）必须一致。

7）采用灯光监察控制回路时，红、绿灯应布置在控制开关上部，红灯在右，绿灯在左。

8）操作设备的中心线一般对地面距离为800～1500mm，最低不低于600mm（发电机的调压手轮例外）。